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【学术论文】探讨基于TRIZ理论的数字信号处理创新教学与体会(论文范文材料)

星级: ★★★★★ 期刊: 《中国科教创新导刊》作者: 刘天亮 霍智勇浏览量:2408 论文级别:热门本章主题:理论和原理原创论文: 5156论文网时间:2011年5月28日审核稿件编辑:Morton本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:2196 评论次数: 8616

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(南京邮电大学通信与信息工程学院 江苏南京 210003)

摘 要:将TRIZ创新理论渗透到专业课程教学,在创新方法与专业课之间建立联系,是提高学生创新能力的重要途径.以TRIZ理论为基础,介绍TRIZ在数字信号处理DSP的应用,探讨TRIZ理论与DSP课程创新教学的要点,结合教学实际进行实践,为电子信息类工科专业创新人才培养提供可行思路.

关键词:TRIZ理论 创新型人才培养 数字信号处理

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-9795(2012)08(b)-0008-02

数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)是既有自身的理论体系又有很强实践性的一门学科;目前已成为是信号处理、通信电子、生物医学工程、自动控制等专业的基础.目前国内DSP课程已经成为高等教育中电子信息类专业的必修,在整个本科教学阶段占有重要地位;国内有不少学者从各

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个角度对DSP课程的教学开展了研究.另外,TRIZ创新理论能

基于TRIZ理论的数字信号处理创新教学与体会
理论和原理毕业论文目录格式

解决那些“看似不可能解决的问题”并形成专利,提升企业核心竞争力,使企业从“跟随者”快速成为行业技术

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的“领跑者”.

为贯彻落实 总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上的重要讲话精神,积极推动协同创新,促进高等教育与科技、经济、文化的有机结合,大力提升高等学校的创新能力.本文面向电子信息类创新型人才培养,以TRIZ创新理论为基础,利用TRIZ理论引出创新的规律和方法,介绍TRIZ理论在DSP课程中的应用,探讨TRIZ理论与DSP课程创新教学的要点,并结合教学实际进行实践,开展创新教育,提高学生创新能力.

1 TRIZ理论简介

TRIZ理论是“发明问题解决理论”(Theory of Inventive Problem Solving)俄文的简称.TRIZ理论是由前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒及其同事分析研究了世界上近250万份高水平发明专利,综合多个学科领域的原理和法则的基础上提出的一套创新方法理论体系;其主要目的是研究人类进行科学研究、发明创造和解决技术难题的背后所遵循的客观规律,它是一种建立在技术系统进化规律基础上的问题解决系统,同时也是一个创新能力培养体系理论.

TRIZ理论,作为解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,主要包括:8大技术系统进化法则、IFR最终理想解、40个发明创造原理、39个通用参数和矛盾矩阵、物理矛盾和分离原理、物-场模型分析、76个创新问题标准解法、ARIZ发明问题解决算法以及科学原理知识库等.TRIZ理论的发展与完善带动了TRIZ的应用.目前,TRIZ理论在军事、工业、航空航天、建筑、微电子、教育等领域均发挥了巨大作用,并成为创新的“点金术”.

2 TRIZ理论的物理矛盾与分离原理在数字信号处理教学中的应用

2。1 物理矛盾和分离原理

解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离.而TRIZ理论的核心是建立了基于消除矛盾的逻辑方法,而不是在矛盾双方取得折中方案.运用通用工程参数来表述矛盾类型,使设计人员在设计过程中不断地发现并解决矛盾,推动设计不断地进化,并向理想化创新方向推进.促使发现并解决物理矛盾的方法主要有4个分离原理:空间分离、时间分离、条件分离以及系统级别分离.

现简要介绍一下两个常用原理.空间分离原理是将矛盾双方在不同的空间隔离,以降低解决问题的难度,进而找到解决问题的方法,比如有分割原理、抽取原理、局部质量原理、嵌套原理、增加不对称原理、一维变多维原理等.而时间分离原理是指矛盾双方在不同的时间段上隔离,以降低解决问题的难度,比如动态特性原理、抛弃或再生原理、预先作用原理、预先反作用原理以及事先防范原理等.具体步骤:首先,利用参数定义物理矛盾;接着,若想实现技术系统的理想状态,相应参数的不同要求应该在什么空间/时间得以实现;然后,判断以上两个空间区域/时间段是否交叉.

2。2 物理矛盾和分离原理在数字信号处理教学中的应用

举例说明物理矛盾和分离原理对快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Fransform)的应用.从TRIZ理论看,FFT的基本思想蕴含并运用了物理矛盾和分离原理.

FFT算法是一种离散傅里叶变换DFT的高效算法,可以分为按时间抽取DIT算法和按频率抽取DIF算法.先从DFT运算开始,简要介绍一下FFT的基本原理.设N=2M点复序列x(n),DFT的运算为:

3 TRIZ理论在数字信号处理课程中的创新教学实践

数字信号处理是电子信息类学科的重要专业基础课;在教学中培养学生的创新思维具有重要意义.作为任课教师,在教学过程努力创造一切有利条件,扩大学生知识面,开阔学生视野;为学生提供创新思维的空间,激发创新意识和创新行为;调动学生创新积极性,形成浓厚的创新学术氛围.

3。1 借助具有动画、演示效果的多媒体CAI课件

课堂学习时,学生理解和掌握数字信号处理有一定的难度,容易产生畏难情绪.前面与信号系统、随机信号分析等专业基础课程相衔接,后面直接面向如DSP技术、FPGA在数字信号处理中的应用等课程.该课程内容繁多,抽象概念比较多,且具有较强理论深度,涉及较深数学理论.另外,课程内容,更是直接在科学研究和工程应用领域中得到应用;而学生缺少工程实践,难于深刻理解数字信号处理中的重要概念和技术方法.

这样,将不但影响本课程的教学工作,而且影响学生后续专业课程的学习.即使在课程考试中能取得不错成绩,但是在实际中往往无法正确理解其背后所蕴含的物理意义并应用该课程的相关技术解决问题,从而无法达到高质量完成创新型人才培养的目的.所以,借助具有动画、演示效果的多媒体CAI课件,有助于提高学生注意力,更有利于学生从直观感官上理解.

3。2 利用TRIZ理论营造创新氛围,激发学生创新活力

“授人以鱼,不如授人以渔”.让学生从校园课堂上接触到最新研究方法,往往比知识本身更要重要.“知识中最有价值的部分是思想和方法”.创新能力培养方面,向学生传授并使之掌握一套相对系统科学的创新理论,对开拓学生

如何撰写理论专业学术论文
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视野、激发学生创新意识、提高创新能力会大有帮助.如何在有限时间的课程教学内将基本知识传授给学生,并使学生理解这门课程的重要性且产生浓厚兴趣并且学到一套行之有效的解决问题的方法,是需要任课老师认真考虑的问题.

为此,在教学中以TRIZ发明创新理论为指导,激发学生理解创新思维能力,营造创新氛围进行发明式教学.先梳理出DSP课程中几个关键难点,对关键难点鼓励学生自己思考,并对他们的思考结果给予鼓励.培养他们思考问题的成就感,进而激发他们的创新思维,启迪学生求异思维,使得课堂教学收到理想效果.通过对学生创新思维和创新方法的应用训练,解决创新能力不足的问题,使学生具备触类旁通的能力,毕业后能较快地适应工作单位的要求.

3。3 强化实践训练,提高学生实际创新能力

注重学生动手能力培养,应用TRIZ理论指导学生创新实践,能有效提高大学生创新能力.考虑到本科DSP课程实践性强的特点,在教学中穿插TRIZ理论中的ARIZ发明问题解决算法的实践训练教学,让学生动手推导并验证书本上的有关知识点,并对现有案例的方法进行改进,发挥学生的创新意识.同时,结合学校启动的大学生原始创新训练活动所形成的良好科技创新氛围,利用TRIZ理论指导学生参加各类利用数字信号处理技术的科技竞赛活动.

通过就如何发现问题、提出问题、解决问题等实践训练,使学生对数字信号处理课程和后续更高级些的应用课程,产生浓厚的学习兴趣,形成持续的、比较强的创新意识,在课堂上非常活跃,积极发表自己的见解.实践训练教学过程中,注重创新思维培养,注重综合素质提升,注重提高学生实际创新能力,并使之成长为全面发展的创新型复合型人才.

[ 参考文献 ]

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